JPH0515426U - Wire bonder - Google Patents
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- H01L2224/8512—Aligning
- H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
Abstract
(57)【要約】
【目的】 キャピラリの制御を容易にすると共にすべて
のリードに効率よく超音波振動を付与することにある。
【構成】 半導体ペレット（11）がマウントされたラン
ド（12）の周辺に多数のリード（13）を一体的に配置し
たリードフレーム（14）を載置し、そのリードフレーム
（14）をランド（12）中心Ｏを回転中心としてθ方向に
回転させると共にＸＹ方向に移動させるＸＹθテーブル
（15）と、半導体ペレット（11）表面の電極パッド（1
6）とリード（13）先端とを電気的に接続する金属細線
（17）を繰り出すキャピラリ（18）を一方向にのみ移動
させるボンディングツール（19）とを具備する。
(57) [Summary] [Purpose] To facilitate the control of the capillaries and efficiently apply ultrasonic vibration to all the leads. [Structure] A lead frame (14) having a large number of leads (13) integrally arranged is placed around a land (12) on which a semiconductor pellet (11) is mounted, and the lead frame (14) is mounted on the land (12). 12) An XYθ table (15) that rotates in the θ direction with the center O as the rotation center and moves in the XY directions, and an electrode pad (1) on the surface of the semiconductor pellet (11).
6) and a bonding tool (19) for moving in only one direction a capillary (18) for feeding a thin metal wire (17) electrically connecting the tip of the lead (13).
Description
【０００１】[0001]
本考案はワイヤボンダに関し、詳しくは、半導体装置の製造に使用され、金属 製リードフレームのランドにマウントされた半導体ペレットとリードとを金属細 線で電気的に接続するワイヤボンダに関する。 The present invention relates to a wire bonder, and more particularly to a wire bonder used for manufacturing a semiconductor device and electrically connecting a semiconductor pellet mounted on a land of a metal lead frame and a lead with a metal wire.
【０００２】[0002]
半導体装置の製造では、そのワイヤボンディング工程において、リードフレー ムのランド上にマウントされた半導体ペレットとそのランドの周辺に配置された 多数のリードとをＡｕ等の金属細線で電気的に接続している。このワイヤボンデ ィングは、キャピラリと称されるボンディングツールで金属細線をガイドしなが ら半導体ペレットの電極パッドやリード先端に超音波圧着でもって接続する。尚 、上記ワイヤボンディングを行なうに先立って、半導体ペレットの表面をカメラ によるパターン認識でもって半導体ペレット表面にある電極パッドの正確な位置 を割り出し、その位置データに基づいて上記キャピラリを制御している。 In the manufacturing of semiconductor devices, in the wire bonding process, a semiconductor pellet mounted on a land of a lead frame and a large number of leads arranged around the land are electrically connected with a fine metal wire such as Au. There is. In this wire bonding, a bonding tool called a capillary is used to guide the thin metal wires while connecting them to the electrode pads and leads of the semiconductor pellets by ultrasonic pressure bonding. Prior to performing the wire bonding, the surface of the semiconductor pellet is subjected to pattern recognition by a camera to determine an accurate position of the electrode pad on the surface of the semiconductor pellet, and the capillary is controlled based on the position data.
【０００３】 具体的には、図５及び図６に示すように半導体ペレット（１）がマウントされ たランド（２）の周辺に多数のリード（３）を配置したリードフレーム（４）を ステージ（５）上で位置決め固定し、そのリードフレーム（４）の側方に、金属 細線（６）を挿通したキャピラリ（７）を先端に取り付けたボンディングツール （８）を配置し、そのボンディングツール（８）をＸＹテーブル（９）に載置す る。Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, a lead frame (4) having a large number of leads (3) arranged around a land (2) on which a semiconductor pellet (1) is mounted is mounted on a stage ( 5) Positioned and fixed on the lead frame (4), and on the side of the lead frame (4), place a bonding tool (8) having a capillary (7) with a thin metal wire (6) inserted at its tip, and place the bonding tool (8). ) On the XY table (9).
【０００４】 まず、前述したようにワイヤボンディングを行なうに先立って、リードフレー ム（４）のランド（２）上の半導体ペレット（１）表面をカメラでパターン認識 し、その半導体ペレット（１）の電極パッド（10）の位置を割り出す。そして、 ワイヤボンディング時、上記電極パッド（10）の位置データに基づいて制御部〔 図示せず〕によりボンディングツール（８）のキャピラリ（７）を制御しながら ＸＹテーブル（９）でもってキャピラリ（７）をＸＹ方向に移動させながらワイ ヤボンディングする。即ち、まず、金属細線（６）を導出したキャピラリ（７） を半導体ペレット（１）の電極パッド（10）に対して位置決めし、上記金属細線 （６）の先端を電極パッド（10）に押し付けて超音波振動を付与しながら圧着す ることにより電極パッド（10）に金属細線（６）を接続する。次に、上記キャピ ラリ（７）から金属細線（６）を導出させながらリード（３）に向けてそのキャ ピラリ（７）を移動させた上でリード（３）に対して位置決めし、金属細線（６ ）をリード（３）に押し付けて超音波振動を付与しながら圧着することによりリ ード（３）に金属細線（６）を接続した上で引きちぎり、その後、次のワイヤボ ンディングに移行する。First, as described above, prior to wire bonding, the surface of the semiconductor pellet (1) on the land (2) of the lead frame (4) is pattern-recognized by a camera, and the semiconductor pellet (1) is exposed. Determine the position of the electrode pad (10). During wire bonding, the controller (not shown) controls the capillary (7) of the bonding tool (8) based on the position data of the electrode pad (10) and the capillary (7) with the XY table (9). ) In the X and Y directions to perform wire bonding. That is, first, the capillary (7) from which the thin metal wire (6) is drawn out is positioned with respect to the electrode pad (10) of the semiconductor pellet (1), and the tip of the thin metal wire (6) is pressed against the electrode pad (10). The metal thin wire (6) is connected to the electrode pad (10) by crimping while applying ultrasonic vibration. Next, while pulling out the thin metal wire (6) from the capillary (7), the capillary (7) is moved toward the lead (3) and then positioned with respect to the lead (3). (6) is pressed against the lead (3) and crimped while applying ultrasonic vibration, connect the thin metal wire (6) to the lead (3) and tear it off, then move to the next wire bonding. To do.
【０００５】[0005]
ところで、上述した従来のワイヤボンダによるワイヤボンディングでは以下の 問題があった。 By the way, the above-mentioned conventional wire bonding with the wire bonder has the following problems.
【０００６】 半導体ペレット（１）がリードフレーム（４）のランド（２）に対して位置ず れしてマウントされた場合、カメラによるパターン認識でもって位置ずれした半 導体ペレット（１）の電極パッド（10）の正確な位置を割り出しておく必要があ る。その上で、その位置データに基づいて制御部〔図示せず〕によりキャピラリ （７）を制御しながらＸＹテーブル（９）でもってＸＹ方向に移動させてワイヤ ボンディングしているが、この時、上記制御部では、キャピラリ（７）を電極パ ッド（10）に対して位置決めし、その位置からリード（３）に向けてどれだけの 角度と距離でもって上記キャピラリ（７）を移動させるかを演算処理し、上記リ ード（３）に対して位置決めしなければならない。このような制御部でのキャピ ラリ（７）の制御における演算処理は非常に時間がかかると共に煩雑でインデッ クスが低下するという問題があった。When the semiconductor pellet (1) is mounted while being displaced from the land (2) of the lead frame (4), the electrode pad of the semiconductor pellet (1) is displaced by the pattern recognition by the camera. It is necessary to determine the exact position of (10). Then, while controlling the capillary (7) by the control unit (not shown) based on the position data, the XY table (9) is moved in the XY directions for wire bonding. The control unit positions the capillary (7) with respect to the electrode pad (10) and determines at what angle and distance the capillary (7) is moved from that position toward the lead (3). It must be calculated and positioned with respect to the lead (3). There is a problem that the arithmetic processing in the control of the capillary (7) in such a control unit takes a very long time and is complicated and the index is lowered.
【０００７】 また、上記キャピラリ（７）から導出した金属細線（６）に付与される超音波 振動は一方向であるため、ランド（２）の周辺に配置された多数のリード（３） について、上記超音波振動の付与方向とリード（３）が延びる方向とがほぼ一致 している場合は問題ないが、その超音波振動の付与方向とリード（３）が延びる 方向とが一致しない場合、特に、超音波振動の付与方向とリード（３）が延びる 方向とが直交する場合にはその超音波振動が効率よくリード（３）に付与されな いで、その結果、ボンディング不良が発生するという問題もあった。Further, since ultrasonic vibration applied to the thin metal wire (6) derived from the capillary (7) is in one direction, a large number of leads (3) arranged around the land (2) are There is no problem if the applying direction of the ultrasonic vibration and the extending direction of the lead (3) are substantially the same, but especially when the applying direction of the ultrasonic vibration and the extending direction of the lead (3) are not the same. However, if the direction of application of ultrasonic vibrations is orthogonal to the direction in which the leads (3) extend, the ultrasonic vibrations cannot be efficiently applied to the leads (3), resulting in defective bonding. there were.
【０００８】 そこで、本考案は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするとこ ろは、キャピラリの制御を容易にすると共にすべてのリードに効率よく超音波振 動を付与することができるワイヤボンダを提供することにある。Therefore, the present invention has been proposed in view of the above problems, and an object thereof is to facilitate the control of the capillaries and efficiently apply ultrasonic vibration to all the leads. To provide a wire bonder capable of
【０００９】[0009]
本考案における上記目的を達成するための技術的手段は、半導体ペレットがマ ウントされたランドの周辺に多数のリードを一体的に配置したリードフレームを 載置し、そのリードフレームをランド中心を回転中心としてθ方向に回転させる と共にＸＹ方向に移動させるＸＹθテーブルと、半導体ペレット表面の電極パッ ドとリード先端とを電気的に接続する金属細線を繰り出すキャピラリを一方向に のみ移動させるボンディングツールとを具備したことである。 The technical means for achieving the above object in the present invention is to mount a lead frame, in which a large number of leads are integrally arranged, around a land on which a semiconductor pellet is mounted, and rotate the lead frame around the land center. An XYθ table that rotates in the θ direction as the center and moves in the XY directions, and a bonding tool that moves the capillary that extends the metal wire that electrically connects the electrode pad on the surface of the semiconductor pellet and the tip of the lead in only one direction. It is equipped.
【００１０】[0010]
本考案に係るワイヤボンダでは、リードフレームをＸＹθテーブルでもって制 御してキャピラリを一方向にのみ移動させるようにした。即ち、上記リードフレ ームのランド中心が回転中心と一致した状態でもってリードフレームをＸＹθテ ーブルでもってθ方向に回転させる。このθ方向での回転により、ボンディング すべき半導体ペレットの電極パッドとリードの先端とを結ぶ方向をキャピラリの 移動方向と平行となるように設定する。そして、上記電極パッドとリードの先端 とを結ぶ方向がキャピラリの移動方向と一致するようにＸＹθテーブルでもって 平行移動させることにより、キャピラリの移動方向延長線上にリードの先端と電 極パッドとが配置されることになる。従って、上記キャピラリの一方向のみの移 動でもって電極パッドとリードの先端とを金属細線で接続することができる。 In the wire bonder according to the present invention, the lead frame is controlled by the XYθ table so that the capillaries can be moved in only one direction. That is, the lead frame is rotated in the θ direction with the XYθ table in a state where the land center of the lead frame coincides with the rotation center. By this rotation in the θ direction, the direction connecting the electrode pad of the semiconductor pellet to be bonded and the tip of the lead is set to be parallel to the moving direction of the capillary. Then, the tip of the lead and the electrode pad are arranged on the extension line of the moving direction of the capillary by parallel translation using the XYθ table so that the direction connecting the electrode pad and the tip of the lead coincides with the moving direction of the capillary. Will be done. Therefore, the electrode pad and the tip of the lead can be connected with the thin metal wire by moving the capillary only in one direction.
【００１１】[0011]
本考案に係るワイヤボンダの一実施例を図１乃至図４に示して説明する。 An embodiment of the wire bonder according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１２】 本考案のワイヤボンダは、図１及び図２に示すように半導体ペレット（11）が マウントされたランド（12）の周辺に多数のリード（13）を一体的に配置した金 属製リードフレーム（14）を載置し、そのリードフレーム（14）をランド中心Ｏ を回転中心としてθ方向に回転させると共にＸＹ方向に移動させるＸＹθテーブ ル（15）と、半導体ペレット（11）表面の電極パッド（16）とリード（13）先端 とを電気的に接続する金属細線（17）を繰り出すキャピラリ（18）を一方向にの み移動させるボンディングツール（19）とを具備する。As shown in FIGS. 1 and 2, the wire bonder of the present invention is a metal lead in which a large number of leads (13) are integrally arranged around a land (12) on which a semiconductor pellet (11) is mounted. An XYθ table (15) that mounts the frame (14) and rotates the lead frame (14) in the θ direction with the land center O 2 as the rotation center and moves in the XY directions, and electrodes on the surface of the semiconductor pellet (11). The bonding tool (19) is provided to move the capillary (18) for feeding the thin metal wire (17) electrically connecting the pad (16) and the tip of the lead (13) only in one direction.
【００１３】 具体的に、上記リードフレーム（14）は、半導体ペレット（11）がマウントさ れたランド（12）の中心Ｏに対して、その周辺に配置された多数のリード（13） がほぼ放射状に配置された平面方形状のものである。Specifically, the lead frame (14) has a large number of leads (13) arranged around the center O of the land (12) on which the semiconductor pellet (11) is mounted. It has a square shape in a plane arranged radially.
【００１４】 また、ＸＹθテーブル（15）は、上記リードフレーム（14）が位置決め載置さ れる第１のステージ（20）、その第１のステージ（20）をθ方向で回転させるモ ータ等の駆動源（21）と、第１のステージ（20）及びその駆動源が載置された第 ２及び第３のステージ（22）（23）、その第２及び第３のステージ（22）（23） をそれぞれＸＹ方向に移動させる駆動源〔図示せず〕とで構成される。The XYθ table (15) includes a first stage (20) on which the lead frame (14) is positioned and mounted, a motor for rotating the first stage (20) in the θ direction, and the like. Drive source (21), a first stage (20), second and third stages (22) and (23) on which the drive source is mounted, and second and third stages (22) ( 23) and a drive source (not shown) for moving each of them in the XY directions.
【００１５】 ボンディングツール（19）は上記ＸＹθテーブル（15）の側方に配置され、そ の先端には金属細線（17）を挿通したキャピラリ（18）がＸＹθテーブル（15） のリードフレーム（14）に対して近接離隔自在に一方向にのみ移動するように取 り付けられている。尚、図示しないが、上記キャピラリ（18）には金属細線（17 ）に超音波振動を付与するための手段が設けられている。The bonding tool (19) is arranged laterally of the XYθ table (15), and a capillary (18) having a thin metal wire (17) inserted at its tip has a lead frame (14) of the XYθ table (15). ) Is attached so that it can move in only one direction so that it can be moved toward and away from each other. Although not shown, the capillary (18) is provided with means for applying ultrasonic vibration to the thin metal wire (17).
【００１６】 上記構成からなるワイヤボンダの動作を以下に説明する。The operation of the wire bonder having the above structure will be described below.
【００１７】 まず、ワイヤボンディング動作に先立って、ＸＹθテーブル（15）上にリード フレーム（14）をそのランド（12）の中心Ｏを回転中心と一致させて位置決め載 置した状態で、そのリードフレーム（14）をカメラでパターン認識し、ランド（ 12）上にマウントされた半導体ペレット（11）の電極パッド（16）の位置を割り 出す。ワイヤボンディング動作は、このカメラによるパターン認識によって得ら れた電極パッド（16）の位置データに基づいて、ＸＹθテーブル（15）及びボン ディングツール（19）のキャピラリ（18）を制御することにより行なわれる。First, prior to the wire bonding operation, the lead frame (14) is positioned and mounted on the XYθ table (15) with the center O of the land (12) aligned with the rotation center. The pattern of (14) is recognized by the camera, and the position of the electrode pad (16) of the semiconductor pellet (11) mounted on the land (12) is determined. The wire bonding operation is performed by controlling the XYθ table (15) and the capillary (18) of the bonding tool (19) based on the position data of the electrode pad (16) obtained by the pattern recognition by this camera. Be done.
【００１８】 即ち、リードフレーム（14）をそのランド（12）の中心Ｏを回転中心と一致さ せた状態でＸＹθテーブル（15）の第１のステージ（20）の作動により回転させ る。このリードフレーム（14）のθ方向での回転により、図３に示すようにボン ディングすべき半導体ペレット（11）の電極パッド（16）とリード（13）の先端 とを結ぶ方向〔図中ｍ−ｍ〕をボンディングツール（19）のキャピラリ（18）の 移動方向〔図中ｎ−ｎ〕に対して平行となるように設定する。その後、図４に示 すように上記電極パッド（16）とリード（13）の先端とを結ぶ方向〔図中ｍ−ｍ 〕がキャピラリ（18）の移動方向〔図中ｎ−ｎ〕と一致するようにＸＹθテーブ ル（15）の第２及び第３のステージ（22）（23）の作動でもって平行移動させる 。このリードフレーム（14）のＸＹ方向での平行移動により、キャピラリ（18） の移動方向延長線上にリード（13）の先端と電極パッド（16）とが配置されるこ とになる。この状態で、キャピラリ（18）を一方向に前進移動させて電極パッド （16）に対して位置決めし、上記金属細線（17）の先端を電極パッド（16）に押 し付けて超音波振動を付与しながら圧着することにより電極パッド（16）に金属 細線（17）を接続する。次に、上記キャピラリ（18）から金属細線（17）を導出 させながらリード（13）に向けてそのキャピラリ（18）を後退移動させた上でリ ード（13）に対して位置決めし、金属細線（17）をリード（13）に押し付けて超 音波振動を付与しながら圧着することによりリード（13）に金属細線（17）を接 続した上で引きちぎってワイヤボンディングを完了する。その後、次のワイヤボ ンディングに移行して上述した動作を繰り返すことによりすべての電極パッド（ 16）及びリード（13）についてワイヤボンディングを実行する。That is, the lead frame (14) is rotated by the operation of the first stage (20) of the XYθ table (15) with the center O of the land (12) aligned with the center of rotation. By rotating the lead frame (14) in the θ direction, as shown in FIG. 3, a direction connecting the electrode pad (16) of the semiconductor pellet (11) to be bonded and the tip of the lead (13) [m in the figure]. -M] is set parallel to the moving direction [nn in the figure] of the capillary (18) of the bonding tool (19). Then, as shown in FIG. 4, the direction [mm in the figure] connecting the electrode pad (16) and the tip of the lead (13) matches the moving direction [n-n in the figure] of the capillary (18). Then, the XYθ table (15) is translated by the operation of the second and third stages (22, 23). By the parallel movement of the lead frame (14) in the XY directions, the tips of the leads (13) and the electrode pads (16) are arranged on the extension line of the moving direction of the capillaries (18). In this state, the capillary (18) is moved forward in one direction to position it with respect to the electrode pad (16), and the tip of the thin metal wire (17) is pressed against the electrode pad (16) to generate ultrasonic vibration. The metal thin wires (17) are connected to the electrode pads (16) by applying pressure while applying. Next, while pulling out the thin metal wire (17) from the capillary (18), the capillary (18) is moved backward toward the lead (13), and then positioned with respect to the lead (13). The thin wire (17) is pressed against the lead (13) and crimped while applying ultrasonic vibration to connect the thin metal wire (17) to the lead (13) and then tear it off to complete the wire bonding. Then, the wire bonding is executed for all the electrode pads (16) and leads (13) by shifting to the next wire bonding and repeating the above-mentioned operation.
【００１９】[0019]
本考案に係るワイヤボンダによれば、リードフレームをＸＹθテーブルでもっ て制御してキャピラリを一方向にのみ移動させるようにした。即ち、上記リード フレームのランド中心を回転中心としてリードフレームをＸＹθテーブルでもっ てθ方向に回転させ、電極パッドとリードの先端とを結ぶ方向をキャピラリの移 動方向と平行となるように設定し、電極パッドとリードの先端とを結ぶ方向がキ ャピラリの移動方向と一致するように制御するだけで済むので、リードフレーム の回転及び平行移動だけの簡単な制御でワイヤボンディングが実行でき、ワイヤ ビンディングの簡略化及びインデックスの向上が図れる。また、リードフレーム のＸＹθテーブルによる回転でもってキャピラリの金属細線への超音波振動の付 与方向とリードが延びる方向とをほぼ一致させることができるので上記超音波振 動を効率よく付与することができてボンディング性も向上する。 According to the wire bonder of the present invention, the lead frame is controlled by the XYθ table so that the capillary is moved only in one direction. That is, the lead frame is rotated in the θ direction with an XYθ table with the land center of the lead frame as the rotation center, and the direction connecting the electrode pad and the tip of the lead is set to be parallel to the moving direction of the capillary. Since it suffices to control so that the direction connecting the electrode pad and the tip of the lead matches the moving direction of the capillary, wire bonding can be executed by simple control of only rotation and parallel movement of the lead frame, and wire binding. Can be simplified and the index can be improved. Further, the direction of applying ultrasonic vibration to the thin metal wire of the capillary and the direction in which the lead extends can be made substantially coincident with the rotation of the lead frame by the XYθ table, so that the ultrasonic vibration can be applied efficiently. As a result, the bondability is improved.
【図１】本考案に係るワイヤボンダの実施例を示す平面
図FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a wire bonder according to the present invention.
【図２】図１の正面図FIG. 2 is a front view of FIG.
【図３】図１のワイヤボンダの第１段階での動作状態を
示す拡大平面図FIG. 3 is an enlarged plan view showing an operation state of the wire bonder of FIG. 1 in a first stage.
【図４】図１のワイヤボンダの第２段階での動作状態を
示す拡大平面図FIG. 4 is an enlarged plan view showing an operation state of the wire bonder of FIG. 1 in a second stage.
【図５】ワイヤボンダの従来例を示す平面図FIG. 5 is a plan view showing a conventional example of a wire bonder.
【図６】図５の正面図6 is a front view of FIG.
11 半導体ペレット 12 ランド 13 リード 14 リードフレーム 15 ＸＹθテーブル 16 電極パッド 17 金属細線 18 キャピラリ 19 ボンディングツール Ｏ ランド中心 11 Semiconductor pellet 12 Land 13 Lead 14 Lead frame 15 XYθ table 16 Electrode pad 17 Metal wire 18 Capillary 19 Bonding tool O Land center
Claims (1)
の周辺に多数のリードを一体的に配置したリードフレー
ムを載置し、そのリードフレームをランド中心を回転中
心としてθ方向に回転させると共にＸＹ方向に移動させ
るＸＹθテーブルと、半導体ペレット表面の電極パッド
とリード先端とを電気的に接続する金属細線を繰り出す
キャピラリを一方向にのみ移動させるボンディングツー
ルとを具備したことを特徴とするワイヤボンダ。1. A lead frame on which a large number of leads are integrally arranged is placed around a land on which a semiconductor pellet is mounted, and the lead frame is rotated in the θ direction with the land center as the rotation center and in the XY directions. A wire bonder comprising: an XYθ table for moving; and a bonding tool for moving a capillary for feeding a thin metal wire electrically connecting an electrode pad on the surface of a semiconductor pellet and a tip of a lead only in one direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6055191U JPH0515426U (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Wire bonder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6055191U JPH0515426U (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Wire bonder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515426U true JPH0515426U (en) | 1993-02-26 |
Family
ID=13145541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6055191U Pending JPH0515426U (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Wire bonder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515426U (en) |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP6055191U patent/JPH0515426U/en active Pending
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